基于计算思维的大学计算机基础课程教学初探

姚丽敏��

摘要：在本文中，笔者对计算机思维的定义进行分析，并且提出该思维的核心以及本质。之后笔者在对计算机基础教育之中计算思维的现状进行简单介绍，最后提出面向计算思维教学改革的一系列策略。

关键词：计算思维；大学计算机基础；教学

2010年10月，中国科学技术大学的陈国良院士在报告中首次提出，要将计算机思维引入到大学的计算机教学之中。从这时起，计算机思维这一概念开始被教育界所广泛接受，并且受到极大的重视。在计算机基础教学之中，加入思维能力的培养计划，可以锻炼当代大学生的思维能力，并且帮助他们利用这种思维的方式解决生活中的一系列问题，对人才的培养有着深远的意义。

一、 计算思维的内容

美国卡内基·梅隆大学的周以真教授早在2006年就将计算思维进行了定义。他认为计算思维就是利用计算机学科中的基础概念去解决一定的问题，或者设计系统，并且对人类的一系列行为进行解读。计算机思维实际上包含了计算机科学之中的很多思维活动。而正是因为上述的原因，计算机思维这一概念也就具有高度的概括性，让大家很难深入了解。而计算机基础教学的对象大多数都不是计算机专业的学生。所以即使周教授之后又对这一概念进行进一步的归纳，但是其依旧显得十分晦涩，让学生很难真正理解，讲解的过程本身，对教师也是一大挑战。在经过讨论之后，教育工作者发现，可以对周教授提出的理论进行进一步提纯和精炼，并且将其概括成为三方面问题，这三方面问题分别是“意识、方法和本质”：

（一） 计算思维意识

计算这一思维自古以来就存在于人类的大脑之中。而这种思维意识伴随着人类的发展而逐渐有所变化。因此其实际上并不是一个新发明，也并不是一种新的思维方法，而是每个人都具有的一种能力。现如今，计算思维以及理论、实验思维已经被认为是人类的三大科学思维。计算机学科是利用设计和构造来对计算思维进行培养的，而计算思维的案例在计算机教学之中也是处处存在的。但是问题的关键就是怎样将计算思维这种本能的行为转化成一种有意识的、主动的行为，并且利用计算思维去解决各种问题。

（二） 计算思维方法

计算思维方法是计算思维的核心，周教授将其延伸成为七大类，而这七大类进行总结之后可以大致归结为两方面。一方面就是数学以及工程方法，而另一方面则是计算机科学的独有方法。计算思维以及方法之间是相互促进，呈现互补的趋势的。前者是利用后者作为工具进行研究而逐渐丰富起来的。

在大学计算机基础课中，每一个定义基本上都有着其对应的思维方法。例如，Cache实际上就是缓存的方法。而在应用计算机的过程之中，每一个案例都是计算方式的多种集合。

（三） 计算思维的本質

计算思维归根结底是一种抽象的、自动化的思维方式，它和数学、物理这两门基础学科的思维方式相比较，要复杂得多，甚至可以完全用符号来表示。数学抽象就是抛开显示事物的特征，仅仅保留其量的关系以及空间形式。计算机思维的抽象却具备有限性、程序性以及机械性。

二、 计算思维教学现状

1. 计算思维教学是无意识的。实际上，在当前这一阶段，对计算思维的研究还远远达不到成熟，而计算机这一学科本身的特性决定，其就是用来解决一系列问题的，而解决这些问题的方式其实就是计算思维的方法。所以目前计算机老师大多都会在课堂中无意识地进行计算思维的教学，但是这种教学是被动的、松散的。

2. 难以认识到培养计算思维的重要性。在之前，人们普遍认为，计算思维仅仅是应用计算机的一种能力，而没有意识到该思维实际上也同样是人类的三大科学思维之一，并且推动着人类科技的发展和进步。正是因为没有从根本上对计算思维给予重视，所以现阶段人们很难从战略思维的高度将计算思维的重要性凸显出来。

3. 教学只注重技术与应用，却忽视了思维方法。开发软件以及系统才是计算机应用最为重要的目的，所以在教学的过程中，人们大多只重视计算机的开发过程以及相应的细节，而忽略计算机思维方式的教学。因此计算机基础教学必须重视思维教学这一过程，并且找到思维教学发展的方法。

三、 面向计算思维的教学改革策略

进行计算思维教学是把原有的计算机基础课程教学内容进行优化和提升，而不是另起炉灶，将当前的教学方式全部推翻。实际上计算机思维教学就是将计算机思维以及基础课程结合在一起，让前者变被动为主动。

大学计算机基础教学应该重视三方面内容，这三方面内容分别是“技能、知识和思维”。在当今社会，所有的大学生都应该掌握一些计算机的基本操作。但是实际上，在教学的过程中，老师还是按照之前的教学策略，仅仅是照本宣科地讲解一些计算机知识，而很难顾及计算思维方法的培养。在现阶段，老师应该将课程中所涉及的知识点进行整理，并且在进行理论知识的传授过程中，将计算思维方法直接传授给学生。此外老师还应该通过案例分析、课堂讨论等一系列方法，对学生计算思维进行强化。

尽管提升学生计算思维的课程有很多，然而其中最好的课程依旧是大学计算机基础。这是因为该课程是我国各类高校所有学生的必修课。而学生进行该课程的学习之后，应该可以有效地提升计算机的使用能力，并且从一个较高的层次认识计算机的本质，可以在实际应用过程中处理一些简单的问题，进而有意识地将在该课程中学习到的一系列手段和方法应用到自己本身的专业之中。

我校在进行基础的计算机教学过程中，结合本校实际情况，将计算思维这一全新的理念融合到教学之中，并且提升学生合作的能力，增强学生的创造性。这样一来，就可以真正地让学生作为课堂的核心，帮助学生提升创造能力，使得学生可以真正地利用计算思维，去解决一系列问题，让他们的综合素质得到充分提升，进而提升我校计算机教学水平。

参考文献：

[1]陈国良，董荣胜.计算思维与大学计算机基础教育[J].中国大学教学，2011，（1）：3.

作者简介：

姚丽敏，助教，安徽省滁州市，滁州城市职业学院。endprint